Классификация ЭВМ

Наиболее часто при выборе компьютера для той или иной сферы применения используется такая характеристика, как производительность, под которой понимается время, затрачиваемое компьютером для решения той или иной задачи. Можно считать, что производительность является некоторой интегрированной характеристикой, определяющей общую вычислительную мощность компьютера и, соответственно, области его применения. На производительность компьютера влияют следующие параметры: тактовая частота (количество элементарных операций в секунду, например 3,4 ГГц – гигагерц); разрядность (количество обрабатываемой за один такт информации, например 32 или 64 бит); объём памяти, время доступа к ней и др. Вполне естественно, что компьютер с высокой скоростью обработки должен снабжаться большим объёмом оперативной памяти, так как иначе его производительность будет ограничена необходимостью подкачки информации из более медленной внешней памяти.

Часто оценка производительности указывается в количестве ФЛОПС (FLOPS – FLoating Operations Per Second – операций над числами с плавающей запятой). Например, 100 МFLOPS – сто мегафлопс. По производительности компьютеры можно условно разбить на три класса: суперкомпьютеры; мэйнфреймы; микрокомпьютеры.

Суперкомпьютеры – компьютеры с самой высокой производительностью (свыше 100 млн операций в секунду). Применяются для решения таких задач, как моделирование физических процессов, гидрометеорология, космические исследования и других задач, которые требуют огромных объёмов вычислений. Выполняются обычно по многопроцессорной архитектуре, имеют большой набор внешних устройств и, как правило, выпускаются небольшими партиями или даже создаются в единственном экземпляре – для решения конкретной задачи или конкретного заказчика. Обычно важность решаемой задачи такова, что основным параметром суперкомпьютера является его высокая производительность, а такие параметры, как стоимость, размеры или вес, не являются определяющими. Производительность современных суперкомпьютеров измеряется в ТФЛОПС (терафлопс – 10¹² ФЛОПС) и достигает десятков петафлопс (10¹⁵ ФЛОПС). Так, первое место в рейтинге 500 суперкомпьютерных систем мира (www.top500.org) по состоянию на ноябрь 2012 г. занимает «Titan - Cray XK7» производства компании Cray Inc с максимальной производительностью 17,59 петафлопс. При этом «Titan» содержит из 560640 вычислительных ядер, а потребляемая мощность составляет 8209 кВт.

Мэйнфреймы – компьютеры с средней производительностью порядка 100 млн операций в секунду. Они используются для решения таких задач, как хранение, поиск и обработка больших массивов данных, построение трёхмерной анимационной графики, создание рекламных роликов, выполняют роль узлов глобальной сети, используемой торговыми или компьютерными фирмами с большим потоком запросов. Выполняются по многопроцессорной архитектуре с общей шиной и небольшим числом мощных процессоров. Конструктивно выполняются в виде одной стойки или в настольном варианте.

Микрокомпьютеры – компактные компьютеры универсального назначения, в том числе и для бытовых целей, имеющие сравнительно небольшую производительность. Микрокомпьютеры, или персональные компьютеры, можно классифицировать по конструктивным особенностям: стационарные (desktop-настольные) и переносные.

Переносные компьютеры, в свою очередь, можно разделить на портативные (laptop), блокноты (notebook) и карманные (Palmtop). Портативные компьютеры по размеру близки к обычному портфелю, они в настоящее время уступают место более компактным ноутбукам, которые по размеру близки к книге крупного формата и имеют массу около 2 кг. Такие компьютеры имеют встроенные аккумуляторы, позволяющие работать без сетевого напряжения. Обязательным является наличие средств компьютерной связи. В настоящее время имеются полноцветные жидкокристаллические мониторы, не уступающие по качеству мониторам стационарных компьютеров.

Карманные компьютеры ещё называют наладонниками. Это класс портативных электронных вычислительных устройств, изначально предложенных к использованию в качестве электронных органайзеров. Они не имеют внешней памяти на магнитных дисках, она заменена на энергонезависимую электронную память. Эта память может перезаписываться при помощи линии связи с настольным компьютером. В английском языке словосочетание «карманный ПК» (Pocket PC) не является обозначением всего класса устройств, а является торговой маркой фирмы Майкрософт, т.е., относится лишь к одной из разновидностей КПК. Английское словосочетание Palm PC (наладонный компьютер) также ассоциируется с совершенно конкретной торговой маркой. Для обозначения всего класса устройств в английском языке используется словосочетание Personal Digital Assistant, PDA, что на русский можно перевести как «личный цифровой секретарь». Карманный компьютер можно использовать как словарь-переводчик или интеллектуальную записную книгу. Всё большее распространение получают коммуникаторы или смартфоны, совмещающие в себе функции компьютера и мобильного телефона.

Важным классификационным признаком является совместимость. От совместимости зависит взаимозаменяемость компонентов (аппаратная совместимость), переносимость программ (совместимость на уровне операционных систем и программная совместимость) и возможность совместной работы разнотипных компьютеров с данными (совместимость на уровне данных).